Физики заявили о достижении квантового состояния при комнатной температуре

Физики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Венского технического университета опубликовали результаты в Nature Physics. До сих пор для наблюдения квантовых эффектов требовалось охладить объекты почти до абсолютного нуля. Новый метод позволяет обойти это ограничение и упрощает изучение квантовых свойств.

В работе использовали стеклянные наносферы, диаметр которых в 10 раз меньше толщины человеческого волоса. Три такие частицы образовывали башнеобразный кластер из сотен миллионов атомов. Форма сфер была слегка вытянутой, а не идеально круглой.

Когда вы помещаете такую частицу в электромагнитное поле, она начинает вращаться вокруг равновесного положения, подобно стрелке компаса.

Карлос Гонсалес-Баллестеро (Carlos Gonzalez-Ballestero), соавтор исследования из Института теоретической физики Венского технического университета

Частицы удерживали с помощью оптического пинцета — сфокусированного поляризованного лазерного луча в вакуумном контейнере. Система лазеров и зеркал могла как подавать энергию частицам, так и извлекать ее. При определенной настройке зеркал энергия вращательного движения постепенно уменьшалась, пока система не достигала основного квантового состояния.

Даже при нагреве наночастиц до нескольких сотен градусов удалось «заморозить» их вращение. Это стало возможным благодаря раздельному управлению различными степенями свободы, что позволило снизить энергию вращательного движения без изменения внутренней тепловой энергии.

В результате ученые добились рекордной квантовой чистоты — 92% движений кластера объяснялись квантовой физикой и лишь 8% — классической. Им удалось зафиксировать нулевые флуктуации — мельчайшие вращательные колебания с частотой около миллиона раз в секунду и амплитудой всего несколько тысячных градуса.

Исследователи считают, что возможность изучения квантовых эффектов при комнатной температуре открывает возможности создания высокоточных квантовых датчиков, поиска темной материи и фундаментальных исследований связи гравитации с квантовой механикой.

Читать далее:

В США одобрили капли от пресбиопии: они улучшают зрение вблизи без очков

Вспышка вируса Чикунгунья и карантин в Китае: что делать, как защититься и насколько опасно

Что происходит с собаками в Чернобыле: выяснилось, как их меняет радиация

_{Иллюстрация на обложке: Lorenzo Dania, ETH Zurich}

The post Физики заявили о достижении квантового состояния при комнатной температуре appeared first on Хайтек.